تکنولوژی تشخیص چهره (Face detection) ، یکی از انواع سیستم Biometric محسوب می شود و از مهمترین تکنولوژی های تشخیص و شناسایی افراد است که در Access control نیز مورد استفاده قرار می گیرد و پس از موفقیت سیستم شناسایی از طریق اثر انگشت در چند سال اخیر جزء مهمترین تکنولوژی های تشخیص بیومتریک به شمار می آید.
این اهمیت و توسعه کاربرد به دو دلیل عمده زیر می باشد:
الف- این سیستم شایستگی استفاده در کاربردهای مختلف امنیتی ، پردازش تصویر ، شناسایی اتوماتیک سریع و بدون دخالت شخص را دارد و سرعت پردازش را بالا و خطا را کاهش داده است .
ب- با وجود سیستمهای بیومتریک قابل اعتمادی مانند تشخیص اثر انگشت و عنبیه چشم سیستم تشخیص چهره رابطه عاطفی تری با کاربر ایجاد کرده و بدون تماس کامل عضوی از بدن با سیستم عملیات تشخیص انجام میگیرد و القای اطمینان بیشتری در کاربر ایجاد میکند و البته توسعه کاربردهای دوربین های دیجیتالی پیشرفته عامل موثری در توسعه و بالا رفتن طرفداران این سیستم بوده است.
سیستم تشخیص چهره براساس الگوریتم های شناسایی و مقایسه تصاویر کارمی کند. که اساس و پایه این الگوریتم ها شناسایی و آنالیز ویژگی های مربوط به اندازه ، شکل و موقعیت چشم ، بینی ، گونه ها و اعضای چهره کاربر می باشد. نحوه کار این سیستم بدین گونه است که تصاویر رقمی در ورودی سیستم ارسال می شود و سیستم به طورخودکار عکس Biometric را از عکس نمونه دریافت می نماید تا داده Biometric را گرفته و آن رابا نمونه های دیگر مقایسه کند ومشخص می نماید که آیا شناسایی و تفاوت سازی آن انجام شده است و یا خیر.مرحله کدگذاری از مکانیسم خود ساخته بر پایه پردازش آماری تعداد تصاویر زیادی استفاده میکند و نتیجه این پردازش لیستی از تصاویر جداگانه است که مشابه نمونه ورودی است که در بردارهای مناسب رتبه بندی شده است.
بطورکلی یک سیستم بیومتریک تشخیص چهره، از چهار ماژول تشکیل یافته است:
1-ماژول سنسور: در حالی که تشخیص چهره دو بعدی با دوربین معمولی امکان پذیر میباشد در روش سه بعدی نیاز به یک سنسور پیچیده و سطح بالایی از لحاظ فنی میباشد چرا که بایستی قابلیت کسب اطلاعات عمیق تر را داشته باشد . ماژول سنسور وظیفه گرفتن تصویر اشخاص را بر عهده دارد و بسته به نیاز و کاربرد دستگاه گیرنده میتواند یک دوربین سیاه و سفید و یا رنگی و یا یک ماژول مخصوص با قابلیت استخراج اطلاعات عمیقتر و یا یک دوربین مادون قرمز با تصاویر مادون قرمز باشد.
2-ماژول مخصوص تشخیص و استخراج اطلاعات: تصاویر بدست آمده توسط این ماژول در ابتدا ارزیابی محتوایی شده و داده های نامربوط ازقبیل پس زمینه – موها و گردن و شانه و غیره حذف و تنها محتوای ناحیه چهره را شناسایی میکند . سپس تصویر بدست آمده تحت فرایندهای محاسباتی و عملیاتی پیچیده برای استخراج اطلاعات مربوط به ویژگیهای سطحی چهره و تجزیه اطلاعات کلی تصویر قرار میگیرد. در حقیقت در این مرحله تصویر خروجی که بایستی توسط ماژول طبقه بندی کننده برای تعیین هویت و تشخیص چهره مورد استفاده قرار گیرد در این مرحله با استفاده از روشهای پیچیده PCA, LDA و غیره آماده میگردد.
3- ماژول طبقه بندی : در این ماژول قالب تصویر استخراج شده از مرحله قبلی با قالبهای موجود در گالری تصاویر مقایسه میگردد و در نتیجه معلوم میشود که آیا چهره گرفته شده جزء قالبهای موجود میباشد و قابل شناسایی است یا خیر . و در صورت مثبت بودن جواب ماژول تصمیم گیری هویت شخص را که بر اساس نتیجه مقایسه ماژول طبقه بندی بوده است را تایید میکند . بر اساس امتیاز بدست آمده از مقایسه که همان درصد تطابق قالب گرفته شده با قالبهای موجود میباشد کاربر مورد نظر مورد تایید قرار گرفته و یا پذیرفته نمیشود .
4- ماژول پایگاه داده ها: این ماژول برای ثبت نام - نگهداری – واکشی قالب چهره کاربران را بر عهده دارد . در طول ثبت نام ماژول سنسور تصاویر را ثبت کرده و مجموعه این تصاویر همان گالری تصاویر را ایجاد میکند که در مرحله طبقه بندی مورد استفاده قرار میگیرد .در بیشتر روشهای تشخیص چهره چندین نمای متفاوت از یک شخص در حالتهای مختلف روحی خنده – اخم و عصبانیت – عادی و یا با عینک از کاربر گرفته میشود و این تعدد در بالابردن ضریب شناسایی اهمیت ویژه ایی دارد در خصوص اطلاعات سه بعدی که در جهت افزایش دقت در تشخیص مورد استفاده قرار میگیرد علاوه بر اطلاعات دو بعدی تصویر اطلاعات مربوط به ساختار داخلی اندام نظیر کاسه چشم.
این دستگاه ها می توانند چندین گروه و تصاویررا ذخیره نمایند و حتی در محیط های با نور کم چهره را آنالیز نمایند. علاوه براین قابلیت اتصال به قفل های الکترونیکی ، زنگ در ، دکمه خروج وسنسوررا نیز داراهستند و می توانند چندین منطقه زمانی و گروه را تعریف نمایند.
فن آوري بازشناسي چهره يکي از معدود روشهاي بيومتريک مي باشد که با دارا بودن مزاياي دقت بالا و سطح پايين دخالت فرد، در مواردي مانند امنيت اطلاعات، اجرا و نظارت بر قانون، کنترل تردد و ثبت تردد در سیستم های حضور و غیاب مورد استفاده قرارميگيرد. به همين دليل اين فناوري درطي بيست سال گذشته در عرصه هاي صنعتي و علمي مورد توجه قرار گرفته است.
کاربردهای زیادی برای مبحث شناسایی چهره می توان متصور شد که محدوده وسیعی از تصاویر متحرک تا تصاویر ثابت و از کاربدهای امنیتی تا کاربردهای تجاری را شامل می شود:
- معمول ترین کاربرد شناسایی چهره ، انطباق تصاویر ثابت می باشد. نمونه ای از این کاربرد را می توان در شناسایی مجرمین دید . حالت ساده تری از شناسایی مجرمین را می توان در کاربردهایی چون تائید هویت دارنده کارتهای شناسایی ، گواهینامه ، گذرنامه و کارتهای اعتباری دانست.
- کنترل نامحسوس و ایجاد امنیت در بانکها، فروشگاه ها، فرودگاه ها و یا نظایر اینها یکی دیگر از کاربردهای ارزشمند شناسایی چهره است
- علاوه بر کاربردهای فوق ، شناسایی و پردازش چهره کاربردهای دیگری هم دارند از جمله :
دنبال کردن خط دید چشم و تعیین نژاد، جنس و حالت صورت